Петльова квантова гравітація – що це таке? Саме це питання ми розглянемо в даній статті. Для початку визначимо її характеристику і фактичні відомості, а далі ознайомимося з її опонентом - теорією струн, яку ми розглянемо в загальному вигляді для осмислення і взаємозв'язку з петлевий квантової гравітації.

Введення

Однією з теорій, що описують квантову гравітацію, є набір даних про петлевий гравітації на квантовому рівні організації Всесвіту. Дані теорії ґрунтуються на концепції дискретності, як часу, так і простору в масштабах Планка. Дозволяє реалізуватися гіпотеза пульсуючого Всесвіту.


Чи Смолін, Т. Якобсон, К. Ровелли, і А. Аштекар є засновниками теорії петлевий квантової гравітації. Початок її формування припадає на 80-ті рр. ХХ століття. Згідно з твердженнями даної теорії, «ресурси» – час і простір – це системи з дискретних фрагментів. Вони описуються як осередки розміром з кванти, які скріплюються між собою особливим способом. Однак, доходячи до великих розмірів, ми спостерігаємо згладжування простору-часу, і воно нам здається безперервним.

Петльові гравітація і частинки всесвіту

Однією з найяскравіших особливостей» теорії петлевий квантової гравітації є її природна здатність вирішення деяких проблем фізики. Вона дозволяє пояснювати чимало питань, пов'язаних зі стандартною моделлю фізики елементарних частинок. У 2005 році вийшла стаття С. Бильсона-Томпсона, який пропонував в ній модель з трансформованим ришоном Харарі, який прийняв вигляд протяжного стрічкового об'єкта. Останній називають ріббонов. Оцінюється потенціал говорить про те, що вона могла б пояснити причину самостійної організації всіх субкомпонентов. Адже саме це явище викликає колірної заряд. Попередня преонная модель для себе вважала базовим елементом точкові частинки. Заряд кольору піддавався постулированию. Ця модель дозволяє описувати електричні заряди як топологічну суть, що здатна виникнути у разі перекручення ріббонов.


Друга стаття цих співавторів, випущена в 2006 р., є працею, в якій також брали участь Л. Смолін і Ф. Маркополу. Вчені висунули припущення про те, що всі теорії петлевий квантової гравітації, що входять в клас петльових, стверджують: у них простір і час – це порушені квантуванням стану. Ці стани можуть виконувати ролі преонов, які призводять до появи відомої стандартної моделі. Нею в свою чергу, обумовлюється эмергентность властивостей теорії. Четверо вчених також висунули припущення про те, що теорія петлевий квантової гравітації здатна відтворювати Стандартну модель. Вона автоматичним способом взаємно пов'язує чотири фундаментальні сили. У такому вигляді, під поняттям «бред» (переплетене волокнисту простір-час), тут мається на увазі поняття преонов. Саме брэды дають можливість відтворити правильну модель з представників «першого покоління» частинок, що заснована на фермионах (цікавився кварками і лептонах) з переважно правильними способами відтворення заряду і парності власне самих фермионов.
Бильсон-Томпсон припускав, що ферміони з фундаментального «ряду» 2-го і 3-го поколінь можуть представлятися у вигляді тих же брэдов, але з більш складною структурою. Ферміони 1-го покоління тут представлені найпростішими брэдами. Однак тут важливо знати, що конкретні уявлення про складність їх пристрою ще не висувалися. Вважається, що заряди колірного і електричного типів, а також «статус» парності частинок у першого покоління, формуються точно таким же чином, як і в інших. Після того, як ці частинки були відкриті, було скоєно безліч дослідів по створенню впливів квантовими флуктуаціями на них. Кінцеві результати експериментів показали, що ці частинки є стійкими і не розпадаються.

Стрічкова структура

Так як тут ми розглядаємо інформацію про теоріях без використання розрахунків, то можна сказати, що це петльова квантова гравітація «для чайників». І вона не може обійтися без опису стрічкових структур. Сутності, в яких матерія представлена тим же «речовиною», що і простір-час, є загальним описовим поданням моделі, яку нам представили Бильсон-Томпсон. Ці сутності є стрічковими структурами даної описової характеристики. Ця модель показує нам, як відбувається отримання фермионов і як утворюються бозони. Проте вона не дає відповіді на питання про те, яким чином можна отримати бозон Хигса із застосуванням брендингу. Л. Фрейделем, Дж. Ковальським Гликманом і А. Стародубцевым в 2006 році в одній статті було висловлено припущення про те, що лініями Вільсона гравітаційних полів можна описувати елементарні частинки. Це означає, що властивості, якими володіють частинки, здатні відповідати якісним параметрам петель Вільсона. Останні в свою чергу є базовим об'єктом петлевий квантової гравітації. Ще ці дослідження і розрахунки розглядається в якості додаткової бази для теоретичної підтримки, описує моделі Бильсона-Томпсона.
Використання формалізму моделі спінової піни, що володіє безпосереднім відношенням до теорії, що вивчається і аналізується в цій статті (Т. П. К. Р.), а також базування на вихідному ряді принципів цієї теорії петлевий квантової гравітації, дає можливість відтворювати деякі частинки Стандартної моделі, які не могли отримати раніше. Це були фотонні частинки, також глюони та гравітони. Існує також модель гелонів, в якій брэды не розглядають через їх відсутність як таких. Але сама модель не дає точної можливості заперечувати їх існування. Її перевага полягає в тому, що ми можемо описувати бозон Хіггса як якусь композитну систему. Це пояснюється наявністю у частинок з великим значенням маси більш складних внутрішніх структур. Враховуючи перекручення брэдов, ми маємо право припустити, що дана структура може ставитися до механізму створення маси. Наприклад, вигляд моделі Бильсона-Томпсона, описує фотон як частинку з нульовою масою, що відповідає стану бреда не в перекрученому стані.

Розуміння підходу Бильсона-Томпсона

На лекціях з петлевий квантової гравітації при описі кращого підходу до розуміння моделі Бильсона-Томпсона згадують, що це опис преонной моделі елементарних частинок дозволяє охарактеризувати електрони як функції хвильової природи. Справа в тому, що загальна кількість квантових станів, якими володіють спінові піни з когерентними фазами, також може бути описано з використанням термінів хвильової функції. В даний час відбуваються активні роботи, спрямовані на об'єднання теорії елементарних частинок і Т. П. К. Р. Серед книг за петлевий квантової гравітації знайти безліч інформації можна, наприклад, у працях О. Фейрина про парадокси квантового світу. Серед інших робіт варто приділити увагу статтях Чи Смоліна.

Проблематика

Стаття модифікованої версії від Бильсона-Томпсона визнає, що спектр маси частинок є невирішеною проблемою, яку його модель описати не може. Також вона не вирішує питання, пов'язані зі спинами, змішуванням Кабиббо. Вона вимагає прив'язки до більш фундаментальної теорії. Більш пізні варіанти статті вдаються до опису динаміки брэдов за допомогою переходу Пачнера. В світі фізики відбувається постійне протиборство: теорія струн vs теорія петлевий квантової гравітації. Це дві фундаментальні праці, над якими працювали і працюють багато відомих вчених всього світу.

Теорія струн

Говорячи про теорії квантової петлевий гравітації та теорії струн, важливо розуміти, що це два абсолютно різних способу усвідомлення пристрою матерії та енергії у Всесвіті. Теорія струн – це «шлях еволюції» фізичної науки, який намагається вивчити динаміку взаємних дій не між окремими частинками, а квантовими струнами. Матеріал теорії поєднує в собі ідею механіки квантового світу і теорію відносності. Це, ймовірно, допоможе людині побудувати майбутню теорію квантової гравітації. Саме через форми об'єкта вивчення ця теорія намагається іншим способом описати основи Всесвіту. На відміну від теорії петлевий квантової гравітації, теорія струн і її основи базуються на гіпотетичних даних, які передбачають, що будь-яка елементарна частинка і всі її взаємодії фундаментального характеру є наслідком коливань квантових струн. Ці «елементи» Всесвіту мають ультрамикроскопическими розмірами і в масштабах порядку довжини Планка рівні 10 -35 м. Дані цієї теорії є математично осмисленими досить точно, однак знайти фактичні підтвердження в області експериментів вона ще не змогла. Теорія струн пов'язана з мультивселенными, які є інтерпретацією інформації в нескінченній кількості світів з різним видом і формою розвитку абсолютно всього.

Основа

Петльова квантова гравітація або теорія струн? Це досить важливе питання, яке складно, але потрібно осмислити. Особливо це важливо для фізиків. Щоб краще зрозуміти теорію струн, важливо буде дещо знати. Теорія струн могла б нам представити опис переходу і всіх особливостей кожної фундаментальної частинки, однак це можливо лише в тому випадку, якщо б ми могли екстраполювати струни в низькоенергетичних область фізики. У подібному випадку всі ці частинки брали б вид обмежень на спектр збудження в нелокальном одновимірному об'єктиві, яких безмежне безліч. Характерною розмірністю струн є вкрай мале значення (близько 10 -33 м). Зважаючи на це людина не здатний спостерігати їх в ході експериментів. Аналог цього явища – це струнне коливання музичних інструментів. Спектральні дані, які "утворюють" струну, що можливими можуть бути лише для певної частоти. Із збільшенням частоти зростає і енергія (накопичена від коливань). Якщо застосувати до цього твердження формулу E = mc 2 , то можна створити опис матерії, з якої складається Всесвіт. Теорія постулює, що розміри маси частинки, які проявляють себе у вигляді струни, що коливається, спостерігаються в реальному світі. Струнна фізика залишає відкритим питання про розмірностях простору-часу. Відсутність додаткових просторових вимірів в макроскопічному світі пояснюється двома шляхами:

Компактификацией вимірювань, які скручуються до розмірів, в яких вони будуть відповідати порядку планковскої довжини;

Локалізацією усієї кількості частинок, які утворюють багатовимірну Всесвіт на чотиривимірному «аркуші Світу», який описують як мультивсесвіт.

Квантування

У цій статті розглянуто поняття теорії петлевий квантової гравітації для чайників. Дана тема є вкрай складною для осмислення на математичному рівні. Тут же ми розглядаємо загальне уявлення на основі описового підходу. Причому по відношенню до двох «протистоять» теорій. Щоб осмислити теорію струн краще, також важливо знати про існування підходу первинного і вторинного квантування. Вторинне квантування ґрунтується на поняттях струнного поля, а саме на функціоналі для простору петель, що схоже на квантову теорію поля. Формализмы первинного підходу допомогою математичних прийомів створюють опис руху пробних струн в їх зовнішніх полях. Це не позначається негативним чином на взаємодії між струнами, а також включає в себе явище розпаду і об'єднання струн. Первинний підхід – це сполучна ланка між струнними теоріями і твердженнями звичайної теорією полів на світовий поверхні.

Суперсиметрія

Найважливішим і обов'язковим, а також реалістичним «елементом» теорії струн є суперсиметрія. Загальний набір частинок і взаємодії між ними, які спостерігаються при відносно низьких енергіях, здатний відтворити структурну складову стандартної моделі практично у всьому вигляді. Безліч властивостей стандартної моделі набуває витончені пояснення в рамках суперструнной теорії, що також є важливим аргументом для теорії. Проте ще не існує принципів, які могли б пояснити те чи інше обмеження струнних теорій. Ці постулати повинні дозволяти отримувати форму світу, подібну стандартної моделі.

Властивості

Найважливішими властивостями струнної теорії є наступні:

Принципи, що обумовлюють пристрій Всесвіту – це гравітація і механіка квантового світу. Вони є компонентами, які не можна розділяти при створенні загальної теорії. Теорія струн реалізує дане припущення.

Дослідження багатьох розвинених концепцій ХХ століття, які дозволяють нам розуміти фундаментальне пристрій світу, всім безліччю своїх принципів роботи і пояснення, об'єднуються і випливають з теорії струн.

Теорія струн володіє вільними параметрами, які необхідно підганяти для забезпечення згоди, як, наприклад, це потрібно в стандартній моделі.

На закінчення

Говорячи простою мовою, петльова квантова гравітація – це один із способів сприйняття реальності, який намагається описати фундаментальне пристрій світу на рівні елементарних частинок. Вона дозволяє вирішувати безліч проблем фізики, які зачіпають питання організації матерії, а також відноситься до однієї з провідних теорій у всьому світі. Її головним опонентом є теорія струн, що цілком логічно, враховуючи безліч вірних тверджень останньої. Обидві теорії знаходять своє підтвердження в різних областях дослідження елементарних частинок, а спроби об'єднати «квантовий світ» і гравітацію донині тривають.